Lunghezza massima: maschio 18-20 m., femmina 12 m.

Peso: maschio fino a 60 tonnellate, femmina 18 t. 

Livrea uniforme, dal nero al grigio ardesia al brunastro. Il ventre è spesso di colore più chiaro. intorno alla bocca possono essere presenti macchie bianche o più chiare .
Forma del corpo inconfondibile: testa enorme che prende quasi un terzo della lunghezza totale, con profilo tronco e arrotondato. Sfiatatoio posto quasi all'estremità del capo, sul lato sinistro. Soffio basso,  “a cespuglio” e diretto in avanti. Pinna dorsale bassa, posta all’inizio del terzo posteriore, forma un grosso  triangolare a base molto lunga e con l’apice arrotondato. A partire dalla pinna dorsale e verso la coda, il dorso è percorso da una serie di gibbosità di dimensioni decrescenti. La pinna codale è molto larga, da un terzo a un quarto della lunghezza totale dell’animale, ed è visibile al momento del l’immersione,  La pelle dei fianchi è spesso corrugata.

Il capodoglio vive in gruppi composti da 6 a 30 animali. E' una specie poligama, quindi il branco è di solito condotto da un grosso maschio. I capodogli di un branco si tengono in contatto acusticamente anche a distanza di alcune miglia.  Maturità sessuale verso i 4/5 anni. Accoppiamenti in acque calde, sopratutto in estate. Durata della gestazione 11/12 mesi. Dimensioni alla nascita: lunghezza da 3,5 a 5 m, peso 1 tonnellata circa. Durata di vita circa 40 anni.

Il Capodoglio era cacciato, oltre che per il grasso e la carne, per lo spermaceti, una sostanza detta anche bianco di balena o cetina, che si trova nella testa del capodoglio (chimicamente estere cetilico dell'acido palmitico) con cui si preparavano unguenti, pomate, profumi e candele. E' una delle vittime più frequenti delle reti derivanti, oggi proibite nel Santuario dei Cetacei.

Se non  disturbato il capodoglio nuota lento quando è in superficie, malgrado in caso di necessità sia capace di raggiungere i 20km/h per brevi tratti. Può saltare quasi interamente fuori  dall’acqua.

Compie immersioni profondissime (di solito intorno ai 1.000 m. per i maschi e ai 500 m. per le femmine ed i piccoli, ma sembra che si spinga anche oltre i 3.000 m) e di lunga durata (anche oltre un’ora e mezzo), a caccia di calamari, il suo cibo principale. Prima dall’immersione rimane in superficie per 10-20 minuti, e soffia alcune decine di volte; all'atto dell' immersione sono ben visibili  il dorso e il peduncolo codale e solleva sull’acqua la grande coda. Spesso riemerge nello stesso punto da cui è partito.
Il capodoglio di solito frequenta acque profonde e si avvicina a costa solo dove il fondo scende rapidamente. Frequenta tutti i mari del mondo. In estate si spinge verso le alte latitudini, mentre in inverno va verso i tropici. I maschi adulti in estate si separano  da femmine  e piccoli e spingendosi in acque sub-polari. Nei mari italiani è sempre presente, ma ancora non si sa se la sua  consistenza numerica. I luoghi più frequentati sembrano essere la costa occidentale di Corsica e Sardegna, l'Arcipelago Toscano e i mari in torno alla Sicilia.  Non si sa se si tratti se si tratti di popolazione residente nel Mediterraneo, oppure di capodogli che entrano dall'Oceano Atlantico attraverso lo stretto di Gibilterra.
Il profilo di emersione del capodoglio è inconfondibile, si distingue dalla Balenottera comune per la forma tozza e tronca del capo, per il soffio che origina all’estremità dei rostro, basso e diretto in avanti, per la pinna dorsale bassa, non falcata e con l’apice arrotondato, e perché quando s’immerge solleva la coda fuori dall’acqua.